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關(guān)鍵詞：Zigbee、無線抄表、GPRS/CDMA；PDA  

一、應(yīng)用需求

      在煤氣表抄表系統(tǒng)的信息化過程中，戶表數(shù)據(jù)的自動(dòng)抄送及免入戶抄表具有十分重要的意義，也是行業(yè)單位迫切想要解決的問題，因?yàn)槊簹獗頂?shù)據(jù)抄送的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，直接影響煤氣表抄表系統(tǒng)的信息化水平、甚至管理決策、經(jīng)濟(jì)效益。 傳統(tǒng)的手工抄表費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，準(zhǔn)確性和及時(shí)性得不到可靠的保障，這導(dǎo)致了相關(guān)營銷和企業(yè)管理類軟件不能獲得足夠詳細(xì)和準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)；一般人工抄表都按月抄表，對于用戶計(jì)量來說是可行的，但對于相關(guān)供應(yīng)部門進(jìn)行更深層次的分析和管理決策卻不夠，行業(yè)的實(shí)際需求催生著煤氣表抄表系統(tǒng)的技術(shù)和應(yīng)用的不斷發(fā)展。

     隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來出現(xiàn)了面向低成本設(shè)備無線聯(lián)網(wǎng)要求的技術(shù)，稱之為zigbee，它是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域及家用設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，我們采用zigbee技術(shù)和GPRS/CDMA技術(shù)結(jié)合，可以為煤氣表的無線抄表提供很好的解決方案。

二、技術(shù)要求

       無線抄表系統(tǒng)對無線通訊數(shù)據(jù)的傳輸和保存有著很高的要求，即數(shù)據(jù)可靠性要求很高；由于用電池供電，因此對功耗要求也很苛刻；無線抄表系統(tǒng)可以擺脫人工抄表的辦法，利用數(shù)據(jù)通訊協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)；基于以上原因，要求設(shè)計(jì)的自動(dòng)無線遠(yuǎn)傳抄表系統(tǒng)應(yīng)該具有計(jì)量準(zhǔn)確、通信可靠、抄表方便、功耗低等遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，以及節(jié)省人力、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程維護(hù)的功能。

     同樣是無線抄表系統(tǒng)，相對于電表而言，煤氣表的抄表系統(tǒng)存在更多的技術(shù)難題，這主要體現(xiàn)在抄表終端的設(shè)計(jì)上，納起來，煤氣表的抄表終端必須解決以下幾個(gè)方面的技術(shù)要求

l          供 電

     由于煤氣表的抄表終端采用電池供電，因此，對功耗要求非常苛刻，一般而言，電池的使用時(shí)間至少要在3～6年，這取決于電池的容量、設(shè)備的耗電情況、設(shè)備的運(yùn)行要求等等因素。

l          防 水

     煤氣表所處的特殊環(huán)境總是與水、潮濕分不開的，因此，抄表終端必須在防潮、防水方面仔細(xì)考慮，要能夠在這樣的環(huán)境下長時(shí)間正常工作。

l          成 本

      無論是家庭用戶，還是企業(yè)用戶，抄表終端的成本始終是繞不開的話題，特別是家庭用戶，對于成本更為敏感。這里的成本包括兩個(gè)部分：第一，一次性改造或者安裝的成本；第二，系統(tǒng)的運(yùn)行成本。最好的方案應(yīng)當(dāng)是一次性投入的成本盡可能低，運(yùn)行成本沒有或者非常低。

l          對煤氣表的故障檢測

      人工抄表除了抄讀煤氣表讀數(shù)外，同時(shí)還擔(dān)負(fù)著檢查煤氣表工作是否正常的任務(wù)。如果改為自動(dòng)抄表系統(tǒng)，那么該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)也具備對煤氣表故障的自動(dòng)檢測功能。當(dāng)然，這需要煤氣表與抄表終端的配合才能實(shí)現(xiàn)。

l          通信可靠性

這是無線抄表系統(tǒng)的最基本的要求，但同時(shí)又是不很容易解決定問題。

l          無線網(wǎng)絡(luò)的自組織、自愈功能

自組織：無需人工干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠感知其他節(jié)點(diǎn)的存在，并確定連接關(guān)系，組成結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)絡(luò)；

      自愈功能：增加或者刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)位置發(fā)生變動(dòng)，節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)，并對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整，無需人工干預(yù)，保證整個(gè)系統(tǒng)仍然能正常工作。

       具備自組織、自愈能力的自動(dòng)抄表網(wǎng)絡(luò)才是最理想的網(wǎng)絡(luò)， zigbee技術(shù)能夠很好地支持這種智能型的網(wǎng)絡(luò)。

三、Zigbee技術(shù)簡介

      zigbee是一種無線連接技術(shù)的商業(yè)化命名，該無線連接技術(shù)主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

       國際上，IEEE802.15.4工作組及zigbee聯(lián)盟共同致力于該無線連接技術(shù)的推廣工作，其中，IEEE802.15.4工作組主要負(fù)責(zé)制定zigbee物理層及MAC層的協(xié)議，其余協(xié)議主要參照和采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，以便于今后不同廠商設(shè)備的互聯(lián)互通； zigbee聯(lián)盟則負(fù)責(zé)高層應(yīng)用及市場推廣工作。而于2002年成立的zigbee聯(lián)盟如今已經(jīng)吸引了上百家芯片公司、無線設(shè)備公司的加入。目前，F(xiàn)reescale、TI等國際巨頭都已推出了比較成熟的zigbee開發(fā)平臺(tái)。

     ZigBee標(biāo)準(zhǔn)基于802.15.4協(xié)議棧而建立，具備了強(qiáng)大的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)功能，它支持三種主要的自組織無線網(wǎng)絡(luò)類型，即星型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(Mesh)和簇狀結(jié)構(gòu)(Cluster tree)，特別是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性。

圖一  ZIGBEE星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)